據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)集成電路產(chǎn)品連續(xù)多年每年進(jìn)口額超過(guò)2000億美元，一旦缺“芯”，可以想像會(huì)面臨什么生產(chǎn)困難。

那么“芯片”為什么這么重要？中國(guó)芯片制造業(yè)的短板在哪里？我們什么時(shí)候才能實(shí)現(xiàn)真正的“中國(guó)芯，中國(guó)造”？今天我們來(lái)簡(jiǎn)單談?wù)勚袊?guó)的芯片制造業(yè)。

芯片跟集成電路、半導(dǎo)體是一回事嗎？

我們經(jīng)常碰到“芯片”、“集成電路”、“半導(dǎo)體”這幾個(gè)術(shù)語(yǔ)，這些詞在我們?nèi)粘５挠懻撝薪?jīng)常是混用的，硬要區(qū)分的話，可以說(shuō)集成電路是更廣泛的概念。

1958年9月12日，在美國(guó)德州儀器公司擔(dān)任工程師的Jack.Kilby發(fā)明了集成電路的理論模型。1959年，曾師從晶體管發(fā)明人之一肖克萊的Bob.Noyce率先創(chuàng)造了掩模版曝光刻蝕方法，發(fā)明了今天的集成電路技術(shù)。

我們所說(shuō)的集成電路指的是采用特定的制造工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及元件間的連線，集成制作在一小塊硅基半導(dǎo)體晶片上并封裝在一個(gè)腔殼內(nèi)，成為具有所需功能的微型器件。在國(guó)家的產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)上，集成電路也常常作為一個(gè)寬泛的概念而使用。

芯片則是指內(nèi)含集成電路的半導(dǎo)體基片（最常用的是硅片），是集成電路的物理載體。而半導(dǎo)體是一種導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的材料，常見(jiàn)的有硅、鍺、砷化鎵等，用于制造芯片。

集成電路產(chǎn)業(yè)離普通人很近又很遠(yuǎn)。大多數(shù)人只知道手機(jī)電腦、各行各業(yè)里面都要用到電子器件，CPU、GPU、單片機(jī)、數(shù)控裝備、汽車都離不開(kāi)芯片，但是說(shuō)起芯片的設(shè)計(jì)制造，卻只有少數(shù)人知道。

芯片行業(yè)的技術(shù)含量可以說(shuō)十分密集，像畫(huà)板子、晶圓、流片、制程、封裝、光刻這樣的芯片制造“黑話”很多人可能聞所未聞。另外，芯片行業(yè)資金極度密集，生產(chǎn)線動(dòng)輒數(shù)十億上百億美金。此外，人才也是這個(gè)行業(yè)的稀缺資源。一方面是技術(shù)又貴又難、人才難以培養(yǎng)，另一方面是行業(yè)的集中度很高，少數(shù)的幾家大企業(yè)壟斷了行業(yè)的尖端技術(shù)和市場(chǎng)，剩下的企業(yè)里人才的待遇也就很難趕上幾家巨頭了。

在指甲蓋大小的晶圓上雕來(lái)雕去，一塊芯片就誕生了

芯片生產(chǎn)是一個(gè)點(diǎn)砂成金的過(guò)程，從砂子到晶圓再到芯片，價(jià)值密度直線飆升。真正的芯片制造過(guò)程十分復(fù)雜，下面我們?yōu)榇蠹液?jiǎn)單介紹一下。

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。單單從晶圓到芯片，其價(jià)值就能翻12倍，2000塊錢(qián)一片的晶圓原料經(jīng)過(guò)加工后，出來(lái)的成品價(jià)值約2.5萬(wàn)元，可以買一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)了。

從熔融態(tài)Si中拉出晶圓并切片

獲得晶圓后，將感光材料均勻涂抹在晶圓上，利用***將復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到感光材料上，被曝光的部分會(huì)溶解并被水沖掉，從而在晶圓表面暴露出復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，再使用刻蝕機(jī)將暴露出來(lái)的硅片的部分刻蝕掉。

晶圓片拋光后利用***將設(shè)計(jì)好的電路轉(zhuǎn)印到晶圓上

在晶圓上刻蝕出來(lái)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

接著，經(jīng)過(guò)離子注入等數(shù)百道復(fù)雜的工藝，這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)便擁有了特定的半導(dǎo)體特性，并能在幾平方厘米的范圍內(nèi)制造出數(shù)億個(gè)有特定功能的晶體管。

鍍銅后再切削掉表面多余的銅

再覆蓋上銅作為導(dǎo)線，就能將數(shù)以億計(jì)的晶體管連接起來(lái)。

經(jīng)過(guò)測(cè)試、晶片切割和封裝，就得到了我們見(jiàn)到的芯片

一塊晶圓經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)月的加工，在指甲蓋大小的空間中集成了數(shù)公里長(zhǎng)的導(dǎo)線和數(shù)以億計(jì)的晶體管器件，經(jīng)過(guò)測(cè)試，品質(zhì)合格的晶片會(huì)被切割下來(lái)，剩下的部分會(huì)報(bào)廢掉。千挑萬(wàn)選后，一塊真正的芯片就這么誕生了。

切割出合格晶片后報(bào)廢的晶圓

***精度，芯片制造的卡脖子環(huán)節(jié)

制約集成電路技術(shù)發(fā)展的有四大要素：功耗、工藝、成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度，其中***就是一個(gè)重中之重，核心技術(shù)中的核心。

一些裝備由于其巨大的制造難度被冠以“工業(yè)皇冠上的明珠”的稱號(hào)，最主流的說(shuō)法是兩大裝備：航空發(fā)動(dòng)機(jī)和***，最先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)目前的報(bào)價(jià)在千萬(wàn)美元量級(jí)，但是最先進(jìn)的***目前的報(bào)價(jià)已經(jīng)過(guò)億美金。

芯片的集成程度取決于***的精度，***需要達(dá)到幾十納米甚至更高的圖像分辨率，***的兩套核心系統(tǒng)——光學(xué)系統(tǒng)和對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的精度越高，可以在硅片上刻的溝槽越細(xì)小，芯片的集成度越高、計(jì)算能力越強(qiáng)。

目前，世界上80%的***市場(chǎng)被荷蘭公司占據(jù)，高端***也被其壟斷。中國(guó)在努力追趕，但是目前仍與國(guó)外存在技術(shù)代差，比美國(guó)差兩代、比美國(guó)的盟國(guó)差一代——但是這不是說(shuō)我們的追趕不重要，如果我們不做出來(lái)，國(guó)外就可以想怎么賣就怎么賣，賣不賣、賣啥型號(hào)、賣多少錢(qián)都不由我們，而我們做出來(lái)了，國(guó)外更高精度的設(shè)備就會(huì)賣給我們，價(jià)格也相對(duì)實(shí)惠很多。